2025/04/02 更新

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ササキ タカユキ
佐々木 孝行
SASAKI Takayuki
所属
学術研究院先鋭研究領域(資源植物) 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士(学術) ( 東京大学 )

研究キーワード

  • 遺伝子発現

  • リンゴ酸放出

  • Ion Transporter

  • 植物のアルミニウム耐性

  • Gene expression

  • Malate efflux

  • イオン輸送体

  • ALMT

  • Aluminum tolerance in plants

研究分野

  • ライフサイエンス / 植物栄養学、土壌学

  • ライフサイエンス / 植物分子、生理科学

経歴

  • - 岡山大学資源植物科学研究所 准教授

    2017年

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  • 岡山大学   Institute of Plant Science and Resources

    2004年 - 2017年

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所属学協会

 

論文

  • Functional roles of ALMT‐type anion channels in malate‐induced stomatal closure in tomato and Arabidopsis 査読

    Takayuki Sasaki, Michiyo Ariyoshi, Yoko Yamamoto, Izumi C. Mori

    45   2337 - 2350   2022年6月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/pce.14373

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/pce.14373

  • Physiological Role of Aerobic Fermentation Constitutively Expressed in an Aluminum-Tolerant Cell Line of Tobacco (Nicotiana tabacum) 査読

    Yoshiyuki Tsuchiya, Takuji Nakamura, Yohei Izumi, Keiki Okazaki, Takuro Shinano, Yasutaka Kubo, Maki Katsuhara, Takayuki Sasaki, Yoko Yamamoto

    62 ( 9 )   1460 - 1477   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcab098

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  • AtALMT3 is Involved in Malate Efflux Induced by Phosphorus Deficiency in Arabidopsis thaliana Root Hairs. 査読

    Hayato Maruyama, Takayuki Sasaki, Yoko Yamamoto, Jun Wasaki

    Plant & cell physiology   60 ( 1 )   107 - 115   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Under phosphorus (P)-deficient conditions, organic acid secretion from roots plays an important role in P mobilization from insoluble P in the soil. In this study, we characterized AtALMT3, a homolog of the Arabidopsis thaliana aluminum-activated malate transporter family gene. Among the 14 AtALMT family genes, only AtALMT3 was significantly up-regulated in P-deficient roots. AtALMT3 promoter::β-glucuronidase is expressed in the epidermis in roots, especially in root hair cells. AtALMT3 protein was localized in the plasma membrane and in small vesicles. Fluorescence of AtALMT3::GFP was not observed on the vacuole membrane of protoplast after lysis, indicating that AtALMT3 localizes mainly in the plasma membrane. Compared with the wild-type (WT) line, malate exudation in the AtALMT3-knockdown line (atalmt3-1) and overexpression line (atalmt3-2) under P deficiency were, respectively, 37% and 126%. In contrast, no significant difference was found in citrate exudation among these lines. The complementation of the atalmt3-1 line with AtALMT3 recovered the malate exudation to the level of the WT. Taken together, these results suggest that AtALMT3 localized in root hair membranes is involved in malate efflux in response to P deficiency.

    DOI: 10.1093/pcp/pcy190

    PubMed

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  • Aluminium-induced cell death requires upregulation of NtVPE1 gene coding vacuolar processing enzyme in tobacco (Nicotiana tabacum L.) 査読

    Koki Kariya, Yoshiyuki Tsuchiya, Takayuki Sasaki, Yoko Yamamoto

    Journal of Inorganic Biochemistry   181   152 - 161   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier Inc.  

    Cell death mechanism triggered by aluminium (Al) ion was investigated at root apex of tobacco (cultivar Bright Yellow) and in cultured tobacco cell line BY-2 derived from Bright Yellow, focusing on VPE genes (NtVPE1a, NtVPE1b, NtVPE2, NtVPE3). Cell death was detected as a loss of integrity of the plasma membrane by vital staining with fluorescein diacetate (in root apex) and Evans blue (in BY-2), respectively. At root apex, the upregulation of gene expression of VPE1a and VPE1b was observed significantly after 9 h of Al exposure in parallel with an enhancement of cell death, while the upregulation of VPE2 and VPE3 were observed later. Similarly, in BY-2 cells, the upregulation of VPE1a and VPE1b and the enhancement of cell death were synchronously observed after 3-h exposure to Al, while the upregulation of VPE2 and VPE3 occurred later. RNA interference (RNAi) lines of each of the VPEs were constructed in BY-2 cells. Comparative studies between wild-type and the RNAi lines indicated that both Al-enhanced VPE activity and Al-induced cell death were significantly suppressed in the RNAi lines of VPE1 (dual suppressor of VPE1a and VPE1b), but not in the RNAi lines of VPE2 and that of VPE3. Taken together, we conclude that the upregulation of VPE1 gene expression and following enhancement of VPE activity under Al stress cause cell death in actively growing or elongating cells of tobacco.

    DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2017.09.008

    Scopus

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  • A multidrug and toxic compound extrusion transporter mediates berberine accumulation into vacuoles in Coptis japonica 査読

    Kojiro Takanashi, Yasuyuki Yamada, Takayuki Sasaki, Yoko Yamamoto, Fumihiko Sato, Kazufumi Yazaki

    PHYTOCHEMISTRY   138   76 - 82   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    Plants produce a large variety of alkaloids, which have diverse chemical structures and biological activities. Many of these alkaloids accumulate in vacuoles. Although some membrane proteins on tonoplasts have been identified as alkaloid uptake transporters, few have been characterized to date, and relatively little is known about the mechanisms underlying alkaloid transport and accumulation in plant cells. Berberine is a model alkaloid. Although all genes involved in berberine biosynthesis, as well as the master regulator, have been identified, the gene responsible for the final accumulation of berberine at tonoplasts has not been determined. This study showed that a multidrug and toxic compound extrusion protein 1 (CjMATE1) may act as a berberine transporter in cultured Coptis japonica cells. CjMATE1 was found to localize at tonoplasts in C. japonica cells and, in intact plants, to be expressed preferentially in rhizomes, the site of abundant berberine accumulation. Cellular transport analysis using a yeast expression system showed that CjMATE1 could transport berberine. Expression analysis showed that RNAi suppression of CjbHLH1, a master transcription factor of the berberine biosynthetic pathway, markedly reduced the expression of CjMATE1 in a manner similar to the suppression of berberine biosynthetic genes. These results strongly suggest that CjMATE1 is the transporter that mediates berberine accumulation in vacuoles. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.phytochem.2017.03.003

    Web of Science

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書籍等出版物

  • 植物栄養学 第3版

    ( 担当: 共著 ,  範囲: 第7章 植物の有害元素 1. アルミニウム)

    文永堂出版  2024年7月  ( ISBN:9784830041457

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  • 蛋白質核酸酵素 2007年5月号増刊 植物における環境と生物ストレスに対する応答

    共立出版  2007年 

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  • ブレインテクノニュース 第98号

    生物系特定産業技術研究推進機構  2003年 

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  • 植物細胞工学シリーズ18 植物の膜輸送システム ポンプ・トランスポーター・チャネル研究の新展開

    秀潤社  2003年 

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  • Advances in Chemical Conversions for Mitigating Carbon Dioxide/ Studies in Surface Science and Catalysis.

    Elsevier Science B.V., Amsterdam  1998年 

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MISC

  • 4-1-5 低リン耐性植物Hakea laurinaが形成するクラスター根におけるHalALMT1の機能解析(4-1 植物の多量栄養素 2023年度愛媛大会)

    山田 大綱, 田中 輝, 小濱 卓郎, 丸山 隼人, 田中 若奈, 西田 翔, 佐々木 孝行, 和崎 淳

    日本土壌肥料学会講演要旨集   69   45 - 45   2023年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本土壌肥料学会  

    DOI: 10.20710/dohikouen.69.0_45_2

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  • P4-3-9 アルミニウム集積植物メラストーマにおけるFRD3タイプMATE のアルミニウム輸送への関与(4-3 植物の有害元素 2022年度東京大会)

    坂口 文香, 丸山 隼人, 佐々木 孝行, 西田 翔, 和崎 淳, 信濃 卓郎, 渡部 敏裕

    日本土壌肥料学会講演要旨集   68   59 - 59   2022年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本土壌肥料学会  

    DOI: 10.20710/dohikouen.68.0_59_2

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  • 4-3-10 アルミニウム集積植物 Melastoma marabathricum におけるMATE 遺伝子の機能解析(4-3 植物の有害元素 2020年度岡山大会)

    坂口 文香, 吉井 健祐, 丸山 隼人, 佐々木 孝行, 西田 翔, 和崎 淳, 信濃 卓郎, 渡部 敏裕

    日本土壌肥料学会講演要旨集   66   64 - 64   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本土壌肥料学会  

    DOI: 10.20710/dohikouen.66.0_64_1

    CiNii Article

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  • 低リン条件で生育の異なるシロイヌナズナ自然系統の根部トランスクリプトーム解析

    古谷あゆ美, 丸山隼人, 丸山隼人, 佐々木孝行, 岡崎圭毅, 信濃卓郎, 和崎淳

    日本土壌肥料学会講演要旨集   62   56 - 56   2016年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本土壌肥料学会  

    DOI: 10.20710/dohikouen.62.0_56_1

    CiNii Article

    J-GLOBAL

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  • ミヤコグサ根粒で発現する有機酸輸送体の解析

    高梨功次郎, 高梨功次郎, 佐々木孝行, 菅智博, 齊田有佳, 余湖未笛, 杉山暁史, 山本洋子, 矢崎一史

    植物微生物研究会研究交流会講演要旨集   26th   2016年

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講演・口頭発表等

  • 低リン耐性植物Hakea laurinaが形成するクラスター根におけるHalALMT1の機能解析

    山田大綱, Lydia Ratna Bunthara, 田中輝, 小濱卓郎, 丸山隼人, 田中若菜, 田翔, 佐々木孝行, 和崎淳

    日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会 

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    開催年月日: 2023年9月12日 - 2023年9月14日

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 低リン耐性種Hakea laurinaのリンゴ酸輸送体HalALMT1の機能解析

    山田大綱, Lydia Ratna Bunthara, 田中輝, 小濱卓郎, 丸山隼人, 田中若菜, 田翔, 佐々木孝行, 和崎淳

    植物の栄養研究会 

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    開催年月日: 2023年9月5日 - 2023年9月6日

    会議種別:ポスター発表  

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  • Functional analyses of guard-cell-type ALMT proteins.

    Sasaki, T, Yamamoto, Y, Mori, I.C

    第64回日本植物生理学会  2023年3月15日 

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    開催年月日: 2023年3月15日 - 2023年3月17日

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Functional diversity of ALMT-type malate transporters in tomato 招待

    Takayuki Sasaki

    18th Japan Solanaceae Consortium Symposium 

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    開催年月日: 2022年10月8日 - 2022年10月9日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • タイトル:アルミニウム集積植物メラストーマにおけるFRD3タイプMATEのアルミニウム輸送への関与

    坂口文香, 丸山隼人, 佐々木孝行, 西田 翔, 和崎 淳, 信濃卓郎, 渡部敏裕

    日本土壌肥料学会 

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    開催年月日: 2022年9月13日 - 2022年9月15日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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受賞

  • 財団法人山下太郎顕彰育英会 学術研究奨励賞

    2004年  

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    受賞国:日本国

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 持続的作物生産に向けたクラスター根の形成能とリン供給能の活用

    研究課題/領域番号:21H04717  2021年04月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    和崎 淳, 坪田 博美, 丸山 隼人, 西田 翔, 渡部 敏裕, 佐々木 孝行, 俵谷 圭太郎, 廣田 隆一

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    配分額:41990000円 ( 直接経費:32300000円 、 間接経費:9690000円 )

    リン酸質肥料は作物生産に必須であるが、資源は涸渇に瀕しており、持続的な作物生産にはその問題の解決が必要である。低リン耐性を有する一部の植物は、クラスター根とよばれる小根が密集した根を形成する能力がある。このクラスター根は、根の表面積を増やし、難利用性リンの吸収を強化して適応するために形成されると考えられているが、その形成能と難利用性リンの供給能の詳細は未解明である。本研究ではシステムズ生物学アプローチ解析によるクラスター根の形態形成イベントの制御、爆発的な根分泌の誘導による難利用性リンからの供給能の解明に取り組む。
    これまでに、クラスター根形成種であるシロバナルーピンおよびHakea laurinaのRNA-seqデータなどを元にして複数の有機酸トランスポーター候補の同定に成功した。これらの候補遺伝子の発現量を調査したところ、低リン条件のクラスター根で顕著な発現誘導が確認された。また、シロバナルーピンのRNA-seqデータからクラスター根の発達へのエチレンの寄与が示唆されたことから、エチレン前駆体であるACCおよびエチレン合成阻害剤であるCo2+イオンを添加してその影響を評価した。その結果、エチレンはクラスター根を構成する小根の伸長停止に寄与するとともに、リン欠乏への発現応答にも関与していることが示唆された。
    新規なクラスター根形成種の探索を行うため、根のメタバーコーディングライブラリー作成のためのサンプル採集を進めた。クラスター根圏土壌細菌群集のメタバーコーディングを行うため、根圏土壌を採取し、アンプリコンシーケンスの準備を進めた。シロバナルーピンの根箱栽培を実施し、クラスター根におけるリン可溶化に関わる遺伝子発現および土壌中のリン形態を調査した結果、クラスター根の発達段階だけでなく根が形成された位置による違いが認められ、局所的に異なる機能を持つことが明らかとなった。

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  • 気孔の閉口を制御するリンゴ酸輸送体の機能解明と作物の環境適応への応用

    研究課題/領域番号:20K05772  2020年04月 - 2023年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    佐々木 孝行

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    植物に特異的なALMTファミリー・リンゴ酸輸送体の多様な生理現象に着目している.本研究課題では気孔の孔辺細胞で発現するALMT遺伝子に焦点をあて,その分子メカニズムを解析している.この「気孔ALMT輸送体」については,主にシロイヌナズナでのみ分子生物学的な知見が得られているが,タンパク質の機能領域や環境ストレス応答・シグナル伝達機構について,他の植物との相違が明確ではなかった.昨年度までに,トマトの気孔ALMTであるSlALMT11遺伝子を同定し,遺伝子発現抑制トマトの解析から,アポプラストのリンゴ酸応答した気孔閉口に関与することを明らかにした.
    本年度は,トマトとシロイヌナズナの気孔ALMT(SlALMT11とAtALMT12)について,アフリカツメガエル卵母細胞を用いた電気生理学的測定により,輸送機能領域を調べた.
    SlALMT11,AtALMT12共に,測定時の外液にリンゴ酸が存在下で,リンゴ酸放出に伴う電流パターンが(植物膜の静止電位である)-100 mV付近をピークにした「ベル型」を示した.また,共にタンパク質のC末端へのGFP融合させること,またはC末端側からアルファヘリックス構造までの約30アミノ酸配列の欠失により,「ベル型」パターンの消失がみられた.
    さらに,SlALMT11,AtALMT12と相同性を示す他植物由来ALMTタンパク質のアミノ酸配列の相同領域を比較した結果,C末端に酸性アミノ酸(アスパラギン酸又はグルタミン酸)が保存されていた.そこで,SlALMT11とAtALMT12のC末端の酸性アミノ酸を欠失したコンストラクトを作製し,電気生理的に輸送機能を調べたところ,「ベル型」パターンの消失がみられた.これらの結果から,C末端の一つの酸性アミノ酸が輸送体の膜電位依存性を制御しており,植物の気孔タイプALMTに共通した特徴であることが示唆された.

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  • トマトの器官特異的に発現するリンゴ酸輸送体ALMTファミリーの生理機能の解明

    研究課題/領域番号:17K07697  2017年04月 - 2020年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    佐々木 孝行

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    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    トマトにおけるALMTファミリーリンゴ酸輸送体(SlALMT)について,果実や葉などの器官特異的に発現する2つのSlALM遺伝子に着目し生理機能を解析した.本研究課題では,主に果実で発現するSlALMTが,成熟初期の維管束で発現すること,輸送特性としてリンゴ酸と他ジカルボン酸を放出し,硝酸・塩素イオンを取り込むことを明らかにした.この遺伝子の発現抑制系統を作製し,メタボローム解析を行ったが,リンゴ酸含量に変化はみられなかった.葉で発現するSlALMT遺伝子は,気孔を構成する孔辺細胞で発現すること,輸送特性として,リンゴ酸の放出が,外液にリンゴ酸を添加することで活性化されることを明らかにした.

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  • 根分泌科学の新展開:農業生産への活用と生態学的機能

    研究課題/領域番号:17H03783  2017年04月 - 2020年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    和崎 淳, 坪田 博美, 丸山 隼人, 西田 翔, 渡部 敏裕, 佐々木 孝行, 俵谷 圭太郎

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    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    本研究は、クラスター根を形成する低リン超耐性植物を材料として、クラスター根の形成や機能発現のしくみを明らかにするとともに、低リン超耐性植物の農業利用の可能性と自然環境中で示す生態学的機能を調査することを目的として実施した。その結果、クラスター根の根圏においては、通常の植物が利用できない難溶性の有機態リンが大幅に減少し、この画分から植物が吸収していることが示された。さらに、根圏を共有する植物において養分吸収全体の傾向が変化することが示された。さらに、クラスター根形成種の混植により主作物のリン吸収が増加し、リンの施肥量を低減できる可能性が示された。

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  • 植物におけるエネルギー代謝変換に基づく活性酸素回避機構の解明と応用

    研究課題/領域番号:24380039  2012年04月 - 2016年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    山本 洋子, 佐々木 孝行, 土屋 善幸, 苅谷 耕輝, 小松 和枝

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    配分額:18070000円 ( 直接経費:13900000円 、 間接経費:4170000円 )

    酸性土壌でみられる作物の生育阻害の主要な因子は、アルミニウム(Al)イオンである。Al耐性機構とAlによる細胞死誘発機構についてタバコ培養細胞株ならびに幼植物を用いて解析した結果、(1)癌細胞でみられるWarburg効果と類似の機構がAl耐性細胞株に存在し、好気条件であってもTCA回路を抑制し発酵を促進することでミトコンドリアにおける活性酸素種の生成を抑制していること、(2)細胞膜局在のスクロース輸送体の高発現によりAl耐性度が向上すること、(3)液胞プロセシング酵素が細胞死の誘発に関わることを見出した。

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担当授業科目

  • 植物分子生理学演習 (2024年度) 前期  - その他

  • 植物分子生理学演習 (2024年度) 後期  - その他

  • 植物分子生理学演習 (2024年度) 後期  - その他

  • 植物分子生理学演習 (2024年度) 前期  - その他

  • 植物分子生理学特別演習 (2024年度) 通年  - その他

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